Tip:
Highlight text to annotate it
X
Mi köze egymáshoz
a DNS-nek,
a fának,
a lufinak
és a Silly Putty márkanevű gyagyagyurmának?
Az, hogy polimerek.
A polimerek olyan fontosak az életünkben,
hogy gyakorlatilag lehetetlen
elképzelni a világot nélkülük.
De mi a csudák ezek?
A polimerek nagy molekulák,
melyek kisebb egységekből, ún. monomerekből állnak,
melyek úgy kapcsolódnak egymáshoz, mint a vasúti kocsik.
A "poli" azt jelenti: sok,
a "mono" azt, hogy egy,
a "mer" vagy "merosz" pedig azt, hogy rész.
Sok olyan polimer van, melyben
ugyanaz a monomer ismétlődik újra meg újra,
míg mások kétfajta monomerből épülnek fel,
melyek szabályos rendben kapcsolódnak.
Minden élő dolog polimerekből áll.
Az élő szervezetekben található szerves molekulák
egy része kicsi és egyszerű,
melyekben egyetlen funkciós csoport van a néhány lehetséges közül.
A többiek pedig -- különösen azok, amelyeknek szerkezeti szerepük van,
vagy genetikai információt tárolnak --
makromolekulák.
Ezek a makromolekulák sokszor polimerek.
Például az összetett szénhidrátok
egyszerű cukrokból álló polimerek,
a fehérjék aminosav-polimerek,
a nukleinsavak pedig -- a DNS és az RNS,
melyek a genetikai információinkat tárolják --
nukleotidokból álló polimerek.
A fák és más növények építőanyaga
a cellulóz nevű polimer.
Ez az anyag van a fakéregben és a növények szárában.
A toll,
a szőr,
a haj
és a köröm
a keratin nevű fehérjéből áll,
mely szintén polimer.
De ez még nem minden.
Tudtad azt, hogy az a külső váz,
mely az állatvilág legnépesebb törzsére,
az ízeltlábúakra jellemző,
a kitin nevű polimerből épül fel?
Polimeralapúak
a szintetikus szálak és a műanyagok.
Az összes szintetikus polimert kőolajból gyártják
kémiai reakciók segítségével.
A két leggyakoribb reakciótípus,
mellyel polimereket állítanak elő,
az addíciós reakció
és a kondenzációs reakció.
Az addíciós reakcióban
a monomerek egyszerűen összeadódnak polimerré.
A folyamat egy szabad gyökkel indul:
olyan atommal vagy atomcsoporttal, melynek párosítatlan elektronja van.
A szabad gyök megtámad
egy kötést, ami új kötéseket eredményez.
A folyamat újra és újra megismétlődik,
míg végül egy hosszú polimerlánc keletkezik.
A kondenzációs reakciókban
egy kis molekula, pl. víz,
keletkezik minden egyes lánchosszabbítási lépésben.
Az első szintetikus polimerek
véletlenül jöttek létre
különböző kémiai reakciók melléktermékeként.
Mivel haszontalannak vélték,
a vegyészek többnyire kihajították ezeket.
Végül azonban egy bizonyos Leo Baekeland
arra gondolt, hogy talán az a melléktermék, amit kapott,
nem is annyira haszontalan.
A munkája eredménye egy műanyag lett,
melyet végleges alakúra lehetett hozni egy formában
nyomás és magas hőmérséklet segítségével.
Mivel a műanyag "születési neve" --
polyoxybenzylmethylenglycolanhydride --
nem volt elég blikkfangos,
a hirdetésekben Bakelite-nak keresztelték át.
A bakelitből telefonok készültek,
továbbá gyermekjátékok
és szigetelések elektromos készülékekhez.
A bakelit 1907-es megszületésével
a műanyagipar robbanásszerű fejlődésnek indult.
A gyagyagyurma, azaz a Silly Putty,
szintén véletlen felfedezés volt.
A 2. világháború alatt
az USA-nak igen nagy szüksége volt
szintetikus gumira a hadsereg számára.
A General Electric vegyészcsapata
megpróbált ilyent szintetizálni,
de egy ragacsos gyurmaféle lett a végeredmény.
Ez nem volt alkalmas a gumi helyettesítésére,
ellenben volt egy rendkívüli tulajdonsága:
hihetetlenül ruganyosnak bizonyult.
Megszületett a Silly Putty!
A szintetikus polimerek megváltoztatták a világot.
Gondolj csak bele!
El tudsz képzelni egyetlen napot
műanyagok nélkül?
De a polimereknek vannak hátrányaik is.
A "hungarocell", azaz polisztirol hab, sztirolból készül,
melyet lehetséges karcinogénnek (rákkeltőnek)
nyilvánított az Amerikai Környezetvédelmi Hivatal.
A polisztirol termékek gyártása közben,
továbbá amikor ezek lassan elbomlanak a hulladéklerakókban vagy az óceánban,
toxikus sztirolt bocsátanak ki
a környezetbe.
Ráadásul azokat a műanyagokat, amelyeket
addíciós polimerizációval állítanak elő,
mint a polisztirol,
a műanyag tasak
és a PVC,
tartósnak és élelmiszerre ártalmatlannak tervezik,
ami azzal jár, hogy nehezen bomlanak le
a környezetben.
Sok millió tonnányi műanyag
kerül évente a hulladéklerakókba.
Ez a műanyag nem bomlik le biológiailag,
mindössze szétmálik
mind kisebb darabokra,
károsítva a tengeri élővilágot,
s végül utat talál magának vissza az emberbe is.
A polimer lehet lágy és lehet kemény,
összenyomható vagy szilárd,
törékeny vagy szívós.
A hatalmas változatosság ezen belül
azt jelenti, hogy
hihetetlenül sokféle anyag jöhet létre belőlük
a DNS-től
a nejlonharisnyáig.
A polimerek annyira hasznosak,
hogy a mindennapjaink részévé váltak.
Ugyanakkor szeméttel árasztják el
az óceánjainkat, városainkat és folyóinkat,
miközben olyan hatással vannak egészségünkre,
amit csak most kezdünk megérteni.